中医学的文明基础与实际系统研究纲要7

中医学的文化基础与理论体系研究纲要（七）

——科学继承与发展：传统复杂系统理论问题研究（上）

蔡子微

牡丹江医学院病理生理教研室、中西医结合研究所（157011）

前文”我们曾谈到框架理论中包涵着两个重要的内容，即传统可拓理论和传统复杂系

统理论。笔者认为，传统复杂系统理论是框架理论的核心，传统可拓理论是传统复杂系统

理论应用与拓展的理论工具。那么，在框架理论中作为传统复杂系统理论的基本形式和原

理是什么？自贝塔朗菲一般系统论提出后，系统科学有了长足的发展，使今日之科学步入

了系统科学时代。复杂系统理论，特别是复杂适应系统（CAS）理论的提出，为研究和认识

传统复杂系统理论提供了重要的理论基础。由于传统复杂系统理论的研究对于中医基础理

论体系构建原理的认识具有重要的作用和意义，本文拟就传统复杂系统理论的某些问题进

行探讨并与CAS理论进行比较，以期对传统复杂系统理论有初步的认识。

1系统科学与复杂系统问题研究概述

1.1系统科学

1.1.1系统科学的概念系统科学以这样一个基本命题为前提：系统是一切事物的存在方式

之一，因而都可以用系统观点来考察，用系统方法来描述。⑵因此，对系统科学可以这样

来描述，系统科学是一门研究事物整体的学科,是一门从事物整体性的角度观察世界、研究

事物、认识事物的学问。⑶简单的讲，系统科学是以系统作为研究对象的科学。

系统科学与经典科学（还原论科学）在方法论上有着本质的区别。系统科学的方法论

是整体方法论，还原论科学的方法论是还原论。还原论方法有以下三个主要特征：（1）本

体层面，认为事物有组织结构和层次。（2）认识层面，认为能从关于部分（或低层次）的

概念、定律、理论和科学中推导出关于整体（或较高层次）的概念、定律、理论和科学。

（3）方法层面，对事物进行研究时，把整体分解为部分，或把较高层次的物质结构分解为

较低层次的物质结构。⑷还原论科学虽得到了巨大成功，推动了科学和技术的迅猛发展，

但正是由于科学和技术的迅猛发展使他在处理生命系统、生态系统和社会系统等复杂问题

时遇到了难以克服的困难。这使还原方法论和简单性思想受到了严峻的冲击。系统科学的

出现为科学的发展提供了一个运用“整体”或“系统”来研究和认识事物的新方向，避免

了还原论科学的局限性。

系统科学使现代科学发生了重大的变化，主要体现在三个方面：（1）从追求简单性到

探索复杂系。（2）从对存在的研究转向对演化的研究。（3）从主要研究线性相互作用转

向重点研究非线性相互作用。⑶

1.1.2系统科学的发展自贝塔朗菲于上世纪40年代提出系统论至今已走过了60多年的发

展历程，系统科学有了很大的发展，可大致将其发展分为以下两个阶段。

第一阶段，一般系统论阶段。20世纪20年代关于生命现象的简化论与活力论之争促

使了现代系统论的产生。现代系统论创始人奥地利生物学家贝塔朗菲（L.Bertalanffy）在

1925-1926年建立了•般系统论的早期框架，提出了生物学的机体概念，并在《现代发展

论》（1928年）和《理论生物学》（1932年）进一步发展成生物学的一般理论，进而合乎

逻辑地发展为机体系统论即一般系统论。1937年贝氏在芝加哥大学查尔斯哲学研讨班上首

次提出了一般系统论，1945年正式发表了《关于一般系统论》一文，宣告了现代系统论的

诞生。一般系统论的诞生标志着一种新的方法论、世界观的出现，这在认识论上具有划时

代的意义。正如贝氏所言“我们将被迫在知识的一切领域中运用‘整体'或者‘系统’来

处理复杂性问题，这将是对科学思维的一个根本改造。”⑸这一时期，与系统论有关的还

有维纳的《控制论》（1948年），申农的《信息论》（1948年），以及麦卡洛克和匹茨提

出了人工智能等。

第二阶段，复杂系统论阶段。复杂系统是系统科学研究的主攻方向。这个阶段可以分

为两个时期，同时也形成了两个方向：（1）复杂系统特征研究。20世纪60年代以来，一

批复杂系统理论相继问世，主要有普里高津的耗散结构理论（1969年）、艾根的超循环理

论（1971年）、托姆的突变论（1971年）、哈肯的协同学（1976年）以及混沌理论、分

形理论等。这些理论从不同的领域和角度研究和揭示了复杂系统的本质特征，如自组织、

非线性以及涌现等特征，为复杂系统的深入研究奠定了理论基础、提供了•些方法，同时

也形成了系统科学的分支学科。（2）复杂系统建模。20世纪80年代以来，复杂系统研究

的另一个领域就是复杂系统的建模。主要有复杂系统的数学模型和针对实际系统的模型。

复杂系统的数学模型，如诺意曼的元胞自动机模型（20世纪50年代诺意曼提出，1984年

由于S.Wolfram的工作得到重视和研究）和金子邦彦的耦合映像格子模型（1983年）等。

人们针对一些实际的系统建立相应的模型，这已经成为系统科学研究的一个重要的方向。

最具代表性的是美国圣菲研究所（SantaFeinstitute,SFI）霍兰（JohnH.Holland）于1994

年提出的“复杂适应系统"（complexadaptivesystems,CAS）理论和模型。CAS模型的原

型主要有生命系统、生态系统和社会系统等复杂系统。

20世纪80年代以来，非线性科学和复杂性研究的兴起对系统科学的发展起了很大的

积极推动作用。有科学家把21世纪的科学称为“系统科学的新时代”，把复杂性科学称为

21世纪的科学。

有学者以系统观的不同认为，系统科学的发展经历了第3个阶段。⑹

第一代系统观阶段。这一时期所能认识和操作的系统是以机器为背景的，部分是完全

被动的、死的个体，其作用仅限于接收中央控制指令，完成指定的工作。这保证了它在工

程领域成功，但也决定了他在生物、生态、经济、社会这类以“活”的个体为部分的系统

中必然遇到困难。

第二代系统观阶段。以普里高津的耗散结构理论（1969年）与哈肯的协同学（1976

年）等复杂系统理论为代表。其“系统”有两个新特征：（1）元素数量极大，致使“我推

你动”的控制和管理方式称为不可能。（2）元素具有自身的、另一层次的、独立的运动，

使整个系统不可避免地具有统计性和随机性。其探讨自组织涨落、相变等新的概念，对系

统的理解进一步深入，其所说的“系统”是某种热力学意义下的系统。然而，这种系统思

想仍不能有效地应用于生物、生态、经济、社会等领域的系统。原因在于尽管个体的运动

在一定条件下对整个系统的进化起着积极的作用，但这种运动仍然是盲目的、随机的，个

体的行为在系统中的作用仍然没有得到深入地认识。

第三代系统观阶段。20世纪90年代以来，学者们注意到了个体的行为，把注意力集

中到个体与环境的互动作用上。由此形成了第三代系统思想，核心是强调个体的主动性，

承认个体有其自身的目标、取向，能够在与环境的交流和互动中，有目的、有方向地改变

自己的行为方式和结构，达到适应环境的合理状态。在这方面，以美国圣菲研究所为中心

的、关于复杂适应系统研究，是一个十分引人注目的方向。

1.1.3系统科学的研究对象和问题作为一门横断科学，系统科学并不以某一类具体事物为

研究对象，而是以所有事物的整体性为研究对象。整体性是事物的普遍属性，而事物的整

体性就成为系统科学的核心问题。人们要以定性方法来回答以下四个基本问题：系统是由

什么构成的？系统内部各元素和要素的关系是什么，它具有怎样的整体结构？系统是怎样

发展、演化的，它的运动变化有什么规律？系统的价值如何体现和实现，它对研究者、使

用者以及人类社会有何功能与价值？系统的定量描述总是建立在定性和简化这两个前提之

上的，是对定性描述的四个方面基本性质进行量、形、关系的精确刻画，而对系统进行定

量描述的一个重要而关键的问题是如何进行简化。⑵虽然系统科学的硬件对象是所有的系

统，但复杂系统确是当今系统科学的主题和重点研究的内容。

L2.4系统科学的体系系统科学是一个包含了多个学科的学科群，各学科相互联系构成了

一个学科体系。根据贝塔朗菲的研究纲领，系统研究被分为系统科学、系统技术和系统哲

学三个层次。⑶这种对系统科学体系的层次划分具有重要的意义。目前，通常把系统科学

划分为系统哲学、系统理论、系统技术和系统工程四个基本层次，这种划分与贝塔朗菲的

思路是一致的。这不仅指出了系统科学体系所具有的科学理论、应用技术以及方法论和哲

学基础，同时也指出了系统科学研究、应用和影响的基本层面，它向人们展示了现代系统

思想和系统科学技术时代的到来。

就系统方法而言，凡是用系统观点来认识和处理问题的方法，也即把对象当作系统来

认识和处理的方法，不管是理论的或是经验的，定性的或是定量的，数学的或是非数学的,

精确的或是近似的，都叫做系统方法。系统科学是适应科学方法的变革而产生的新学科，

系统研究的方法论是新型科学的方法论，其哲学依据，“根到底是唯物辩证法。唯物辩证

法的核心是对立统一，用于系统研究，就是强调还原论方法和整体论方法的结合，分析方

法与综合方法的结合，定性描述与定量描述的结合，局部描述与整体描述的结合，理论方

法与经验方法的结合，精确方法与近似方法的结合，科学理性与艺术直觉的结合。这些结

合是系统方法之精髓所在。⑶

1.2.5系统科学的特点有学者⑵总结了系统科学的四大特点：（1）基础性:是指能为其他

学科提供一般的研究思路、理论、观点和方法，成为它们研究的出发点和理论基础。系统

科学把事物的整体性作为自己的研究对象，而世界上所有事物无不具有自己的整体性，如

此，世界上所有的事物就都成为系统科学研究的对象。它的理论、观点、思路和方法就成

了所有学科的基础和出发点。（2）前沿性：自然、生命和社会系统的复杂性问题是系统科

学研究和认识的核心和重点问题，而这些问题正是当今发展需要研究和认识的前沿问题。

这就将系统科学推向了当今科学的前沿，使其成为前沿性的学科。（3）综合性：有三层含

义：一是系统科学不是•个单一的学科，而是由多门学科所组成的■个相对完整的学科体

系；二是对自然、生物和社会系统的各种复杂性问题的研究和认识是系统科学的特长，而

这要求其学科群中的各分支学科相互配合，形成•个有机的整体；三是系统科学在研究内

容上的横断性，即研究一切事物所具有的整体性。（4）实用性:系统科学的实用性一是来

自它对整体价值的关注，它追求实效和价值，求得最优；二是表现在它对方法、方法论的

特殊关注和影响，可以把系统科学看成是一门关于方法和方法论的学科。方法本来就是理

论见之于实践的东西，方法的不同就会带来效果的不同。而“运用‘整体'或者’系统'

来处理复杂性问题，这将是对科学思维的•个根本改造。”团

1.2系统的概念、特征和分类

1.2.1系统的概念按贝塔朗菲定义，系统是“相互作用的诸元素的复合体，即相互联系的

诸元素的复合体。”贝氏定义包含两个逻辑义项，可表述为：如果一个对象集合至少有两

个可以区分的对象，所有对象按照可以辨认的特有方式相互联系在一•起，就称该集合为一

个系统。集合中包含的对象称为系统的组分，最小的即不需要再细分的组分称为系统的元

素或要素。定义中义项1规定系统的第一个特点是多元性，系统是多样性的统一、差异性

的统一；定义中义项2规定系统的第二个特点是相关性或相干性，系统中不存在与其他元

素无关的孤立元素或组分，系统必须具有内在的相关性或相干性，这也是系统“生命力”

的重要源泉，差异而不相关的事物构不成系统。这两个特点又决定了系统的另一个更重要

的特点：整体性，系统是由它的所有组分构成的统一整体，具有整体的结构、特性、状态、

行为和功能等。系统是整和起来的多样性，兼具多样性和统一性两个特点。⑶

历经60多年，系统论已经取得了长足的发展，提出了许多重要的理论，从最初的般

系统论发展到当今的系统科学，人们对系统有了更为深入的认识。由于系统的多样性和复

杂性，一个基本的、普适性的系统定义则是非常必要的，贝塔朗菲对系统的定义正是如此。

考虑到系统的功能，还可这样定义，“系统是由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合

成的，具有特定功能的有机整体。"（钱学森）

1.2.2系统的特征一般认为，系统的特征可归纳为以下几个方面：（1）组分的多元性：

从组分（元素）的数量看，系统由多种（个）组分所组成。（2）结构的有序性：从组分间

的关系性质看，系统存在一个整体的有序结构。（3）整体的涌现性：从整体与部分的性质

来看，系统具有“涌现性”（或称突现性，emergence）和“非加和性”。（4）系统时空

与功能的有限性：从时空范围来看，系统内外有别，有确定的边界；有始有终，有确定的

生命周期。（5）系统变化的不可逆性：从发展变化来看，系统的变化具有“不可逆性”。

（6）整体的价值性与目的性：从功能价值来看，系统有自己特殊的目标、功能与价值。⑵

整体性是系统的核心特征。整体观点是系统思想核心观点。系统研究最关心的是把所

有元素关联起来形成统一整体的特有方式。组分及组分之间关联方式的总和称为系统的结

构。有结构不等于有序，组织仅指有序结构，有组织的系统就是具有有序结构的系统。组

分多少代表系统的规模。涌现性是种结构效应、组织效应和规模效应。“整体大于部分

之和”可以视为涌现性的通俗表达。整体性与涌现性是同一事物的两个方面，前者是以既

成论观点看问题的结果，贝塔朗菲以亚里士多德“整体大于部分之和”的说法表示；后者

是从生成论观点看问题的结果，可采用霍兰“多来自少”的说法表示。⑶一个系统之外的

一切与他相关联的事物构成的集合，称为该系统的环境。环境与系统之间的相互关系是系

统的外部规定性。系统与其环境的界限，称为系统的边界（boundary）。从逻辑上看，边

界是系统的形成关系从起作用到不起作用的界限，规定了系统组织之间特有的关联方式起

作用的最大范围，是把系统与环境分开的界限。⑶系统与环境的相互联系、相互作用是通

过交换物质、能量、信息实现的。系统能够同环境进行交换的属性称为开放性，系统阻止

自身同环境进行交换的属性称为封闭性。系统可以从外部探知的一切变化，称为系统的行

为，是系统自身的变化，反映环境对系统的作用或影响。系统行为所引起的有利于环境中

某些事物乃至整个环境存续与发展的作用，称为系统的功能。被作用的外部事物，称为系

统的功能对象。功能是系统行为对其对象生存发展所作的贡献。系统的结构、状态、特性、

行为以及功能等随着时间的推移而发生的变化，称为系统的演化。

1.2.3系统的分类由于系统的多样性和与复杂性，迄今对系统尚无统一的分类方法。人们

通常从不同的角度对系统进行分类（1）按组成可分类:物质系统；观念系统；天然系

统、人为系统、人造系统。（2）按大小分类:巨系统、大系统、小系统；胀观、宇观、宏

观、微观系统。（3）按属性分类:按数学性质可分为线形系统与非线形系统；按复杂性质

可分为简单系统与复杂系统；按系统与外界关系可分为保守系统与耗散系统；按关系的性

质可分为天体系统、社会经济系统等。（4）按动态特征分类:静态系统、动态系统与动力

系统；可逆系统与不可逆系统；连续系统与离散系统。

1.3复杂系统的概念和一般特征

1.3.1复杂系统的概念限于目前对复杂系统的认识的程度，故迄今，学术界尚无统一的复

杂系统的定义或界定。美国《科学》杂志1994年4月出版的《复杂系统》专集把复杂系统

粗略地描述为“对组成部分的理解不能解释其全部性质的系统”。而这•描述显然并没有

区分出简单系统和复杂系统。出于研究的方便，不同的学派常从不同的角度来界定其所研

究的复杂系统。如，复杂系统就是混沌系统（混沌学派），复杂系统是具有自适应能力的

演化系统（SFI）等。尽管人们未能定义复杂系统，但研究者们还是能够根据系统的一些特

征区分出简单系统和复杂系统。系统越复杂，其复杂性特征就越显著。

1.3.2复杂系统的一般特征可从以下两方面来了解复杂系统所具有一些共有的特征：（1）

结构复杂。是指从系统内部来看的复杂性，体现在构成的多元性和关系的非线性两个方面。

构成的多元性是指系统元素和要素多、系统内部层次多、系统内部关系数和关联数多、系

统内的反馈回路和因果回路多。关系的非线性是指系统内部的复杂程度是与元素，特别是

要素间的非线性相干成度有关的。（2）性态复杂。这是从系统与系统之间的相互关系来看

的复杂性，也就是系统复杂性的外部表现。具体表现在三个方面。•是属性复杂。通常表

现在系统所具有的性质的多样性和奇异性上，但人们更关心的是作为特征的突变（突现）、

临界现象和由系统随机性所带来的不确定性等。二是运动状态复杂，即行为的复杂。表现

在：远离平衡态，是开放系统；整体变化不可逆，是演化的；对初始条件敏感，呈现混沌

特征；具有随机性，因而不确定。对于生命系统、社会系统，其复杂性主要表现在自适应、

自学习等自主行为。三是形状（外形与构形）复杂性。如分形性、孤立波以及复杂图形等

方面。⑻

复杂系统的共性大致可以归纳如下：（1）所有复杂系统的共性是涌现。（2）这些涌

现现象是由混沌边缘来完成。（3）复杂系统般具有一些通有特点：非均匀性、非线性、

自适应性以及网络性。

1.4复杂适应系统理论长电1994年，霍兰提出CAS理论，该理论适用于生命系统、生态系

统和社会系统等复杂系统的研究。这里简要介绍CAS理论，考察其对这类系统的认识思路、

方法和技巧，为探讨传统复杂系统理论奠定基础。

1.4.1CAS理论的基本思路CAS理论的基本思路如下：首先，该理论认为，CAS无例外地皆

由大量具有主动性的元素（activeelement）组成，CAS中的这种主动性的元素被称为主体

（agent）,并认为，要搞清大量主体的相互作用就必须能够描述单个主体的性能；其二，

是将主体的行为看成是由•组规则决定的，即刺激-反应规则（stimulus-responserules）,

并认为对于一个给定主体，一旦确定了可能发生的刺激的范围以及估计到可能做出的反应

集合，那么就已经确定了主体可以具有的规则的种类，然后，按行为的顺序考察这些规则

就可以得到主体行为的描述；其三，认为任何CAS的建模工作主要都归结为选择和描述有

关的刺激和反应，因为各个分主体的行为和策略都由此而确定，而不同的选择强调CAS不

同的侧面，也就会得出不同的模型。总之，CAS理论将CAS看成是由用规则描述的、相互

作用的主体组成的系统。霍兰认为，通过在这一粗的框架中加入细节、内容和相关的理论,

就可以完善这一理解过程，并提出以下7个基本点。7个基本点包括对所有CAS都通用的4

个特性（聚集、非线性、流、特性）和3个机制（标识、内部模型、积木）。

（1）聚集（aggregation）。聚集有两个含义：一是指简化复杂系统的一种标准方法，

即把相似的事物聚集成类，这样做的效果是忽略细节的差异，把事物分门别类，类型成为

构建模型的构件，这是CAS建模的主要手段之一；二是聚集的涌现行为，这是所有CAS的

一个基本特征，且由此产生的突现现象正是CAS令人捉摸不透的一面。霍兰认为，CAS研

究取决于我们能否识别出，能使简单主体形成具有高度适应性的聚集体的机制。

(2)标识(tagging),在聚集体形成的过程中，始终有一种机制，即标识在起作用。

在CAS中，标识是为了聚集和边界生成而普遍存在的一个机制。霍兰在仔细考察有关标识

的不同例子时发现了一个共性，即CAS用标识来操纵对称性。他认为，由于对称性极为普

遍，我们经常使用它们来领悟我们周围的事物，并构建其模型，有时是完全无意识的，标

识使我们能够观察和领略到以前隐藏在对称背后的特性。霍兰指出：标识能够促进选择性

相互作用，它允许主体在一些不易分辨的主体或目标中去进行选择，而设置良好的、基于

标识的相互作用，为筛选、特化和合作提供了合理的基础。总之，标识是隐含在CAS中具

有共性的层次组织机构背后的机制。

(3)非线性(nonlinearity)。是指个体以及它们的属性在发生变化时，并非遵从简单

的线性关系。霍兰指出，即使在最简单的情况下，非线性都会干扰用于聚集的线性方法，

非线性相互作用儿乎总是使聚集行为比人们用于求和或求平均方法预期的要复杂的多，这

一点是普遍成立的。CAS理论把非线性的产生归之于内因，归之于个体的主动性和适应性。

适应性主体的非线性特征是复杂性产生的内在根源。

(4)流(flows)。流的概念决不是只限于液体的运动。霍兰指出：可以想象有着众

多节点与连接者的某个网络上的某种资源的流动，类似的(节点、连接者、资源)三合一

组合也存在于CAS之中。一般来说，节点是处理器，即主体，连接者表明可能的相互作用,

资源可以是脉冲、消息、生化作用等。在CAS中，网络上的流动因时而异；而且，节点和

连接者会随着主体的适应或不适应而出现或消失。因此，无论是流，还是网络，皆随时间

而变化。它们是随着时间的流逝和经验的积累而反映出变易适应性的模式。霍兰强调，流

在经济学上的两种著名特性对所有CAS都很重要，一是乘数效应，二是再循环效应。

(5)多样性(diversity)»所有的CAS都具有多样性。多样性即非偶然也非随机。就

生态系统而言，任何单个主体的持存都依赖于其他主体提供的环境，而且每种主体都安顿

在由以该主体为中心的相互作用所限定的合适生态位上，如果移走该主体系统就会做出一

系列的适应反应，产生一个新的主体来“填空”，而新主体会提供大部分失去了的相互作

用。当主体的蔓延开辟了新的生态位，产生了可以被其他主体通过调整加以利用新的相互

作用的机会时，多样性也就产生了。参与循环流的主体使得系统能够保留资源，这种资源

可以被进一步利用，它将提供新的生态位以便被新的主体所使用。这是一个通过增加再循

环导致增加多样性的过程。

(6)内部模型(internalmodel)。CAS的另一个标志是主体能够预知某些事情，并用

内部模型代表实现预知的机制。在CAS中，主体必须在它所收到的大量涌入的输入中挑选

模式，然后将这些模式转化成内部结构的变化。最终，结构的变化，即模型，必须使主体

能够预知，即认识到当该模式(或类似的模式)再次遇到时，随之发生的后果是什么。该

模型就是内部模型。如果考察一个主体的内部结构就能推断出该主体的环境，那么这个主

体的内部结构就是•个内部模型。霍兰把内部模型分成隐式和显式内部模型两类：前者在

对一些期望的未来状态的隐式预测下，仅指明一种当前的行为；后者则作为一个基础，用

于作为其它选择时进行明显的、但是内部的探索，就是经常说的前瞻过程。

(7)积木(buildingblocks)»霍兰指出，一个复杂事物的组成部分决不是任意的，

其组成部分可以一用再用，构筑和完成大量各种不同的组合，就像搭积木•样。使用积木

生成内部模型，是复杂适应系统的一个普遍特征。构成内部模型的积木都曾经被实践过，

并在多次的重复中被改善。当遇到•种新情况时，就会将相关的、经过检验的积木组合起

来，应付新的情况。霍兰强调，底层的适应过程在CAS的所有范围内都是相同的。

1.4.2主体的基本行为模型霍兰提出了适应性主体(adaptiveagent)的基本行为模型，即

主体是如何适应和学习的，这一模型的框架由以下三部分组成：(1)执行系统(performance

system)„执行系统刻画了主体在某个固定忖间点上的能力，即在不知道进一步如何适应

的情况下能够做什么。执行系统的三个基本元素是：•组探测器，•组IF/THEN规则和一

组效应器。这三个元素都是抽象的，剔出了机制的细节，可以应用于不同种类的主体。由

这三个元素构成的执行系统模型，即刺激-反应模型，这是各种系统中主体的最基本的行为

模式。(2)信用分派(creditassignment)»信用分派的本质是向系统提供预知未来结果的

假设——强化能够用于后期使用的规则。为了对规则进行比较和选择，首先要把假设的信

用度定量化，为此我们给每一条规则一个特定的数值，称为强度，或适应度。每次需要使

用规则时，系统按照一定的概率选择，具有较大强度或适应度的规则有更多的机会被选用。

信用分派是对规则的强度或适应度的确认和修改，其本质是向系统提供评价和比较规则的

机制。（3）规则发现（rulediscovery）。即近似合理假设的生成，集中于经过检验的积木

的使用上。其基本思路是，让成功可能性比较高的规则产生出新的规则，再让实际与环境

交互的过程筛选出比较有效的规则和积木，进而产生更有效的规则。这种积木从新组合的

特殊方法在遗传学上用得很多，但任何一个具有普遍意义的过程都可以用这种方法抽象出

来。标识实际上就是出现在规则的条件和动作部分的模式，因此，标识也拥有积木，其操

作就与规则的其他部分一样。已确立的标识（强规则中的标识）会孕育出相关的标识，提

供新的耦合和新的相互作用。标识总是试图通过向缺省层次提供的骨架加入关联，来丰富

内部模型。

1.4.3从个体到全局——回声模型在前面所定义的主体基础上，霍兰建立整个系统的宏观

模型，即回声模型（Echomodel）。该模型是霍兰等人为了描述生物、生态和社会经济领

域中由具有相互选择、交换和利用资源（resource）的主体所组成的CAS而提出的。回声的

含义是指各主体进行有选择的应答。

在此模型中，整个系统包含若干个位置（sites）,每个位置上可有多个主体，主体之

间进行交往、交流资源和信息。这就是最基本的回声模型。在这个基本模型中，主体具有

最简单的功能：寻找交换资源的其他主体，与其他主体进行资源交流，保存及加工资源。

为了完成这些功能，主体必须包含以下基本部分：（1）用于主动与其他主体进行联系与接

触的主动标识。（2）用于当其他主体与之联系时决定应答与否的被动标识。（3）用于储

存资源的资源库。所谓位置，是一个可以容纳若干主体生存发展的场所或“容器”，具有

一定的环境条件和资源条件，主体可以从中得到相应的资源和服务，主体可以在不同的位

置间移动和选择。位置间还可定义“距离”。资源就是主体生存发展所需要的物质、能量

和信息。

上述模型已经具有CAS的基本特征，但过于简单，无法描述复杂的系统行为。霍兰对

该模型进行了扩充，加入了以下一些机制：（1）''交换条件”机制，即在主动标识与被动

标识相符的条件下，还需要满足某种交换条件。（2）“资源转换”机制，即主体都具备自

己独特的加工、利用和充足资源的能力，这为主体的分工和专门化打下了基础。（3）“黏

合”机制，主体间可以进行黏合，形成一个多主体的聚合体在系统中以团队的形式活动。

（4）“选择交配”机制，即主体可以有选择地与其他主体结合，通过交换形成新的更强的

主体。（5）“条件复制”机制，即主体在资源充裕、条件适宜的情况下，复制增加自身。

扩充的回声模型能够较好地描述各类生物、生态和社会经济领域中的复杂系统。

2传统复杂系统理论探讨

2.1框架理论与传统复杂系统理论我们曾提严：（1）框架理论有两个来源：一是古代

生态学，二是古代生态哲学；前者是框架理论产生的自然科学基础，而后者则是框架理论

形成的理论工具。（2）框架理论主要包含着两个学科：一是传统复杂系统理论，二是传统

可拓理论。这里要说明，传统复杂系统理论是框架理论的核心，而传统可拓理论则是框架

理论的拓展工具。在框架理论中，传统复杂系统理论与传统可拓理论是有机结合在•起的。

传统夏杂系统理论主要包括气论、应同论、阴阳理论、五行理论、八卦理论、太极八卦理

论、三才论等。这些理论在发展的过程中得到了融合，传统复杂系统理论体系也逐渐建立。

2.2传统复杂系统理论的产生

2.2.1古代的复杂系统问题随着人类社会的进步,人们必须面对与人类生存与发展的某些

基本的重大问题，并寻求解决方案。这些问题包括：（1）生态环境问题。为了生存，人类

需要了解其生存的生态环境，认识环境的变化规律，更有效地利用环境。这是一个直接关

系人们的生活、生产的基本问题，是直接关系人类生存的问题。（2）人体问题。生老病死

是人们不可抗拒的自然规律。人们希望健康长寿，希望从疾病中康复。而要做到这些，就

得了解和认识人体、了解和认识健康与疾病，寻找维护健康长寿和疾病防治的方法。因此,

这是一个直接关系人的生老病死的重要问题，是医学的重要问题。（3）社会问题。人类文

明的进步使人类有了解决生存与发展问题的更大的力量。如何认识社会的形态、行为和发

展规律，使其有利于推动社会发展和人类文明的进步，显然是人们面对的重大问题。（4）

自然界问题。人类生存于自然界，自然界是什么，它是怎样运行的，人体自身是什么，人

类同自然界是怎样的关系？人们必须要了解、认识和回答这些问题，因为这关系到人们应

当基于怎样的观念和思想来观察和认识事物，来解决人类面对的诸多问题。显然，对自然

界的认识直接关系到人们采取的世界观。

上述问题都是复杂系统问题，这些问题不仅是古代人类面对的重大问题，同样也是现

代人类面对的重大问题.那么，对于这些重大问题中国古代先哲是如何思考、探索和寻求

解决对策呢？

2.2.2探索复杂系统问题的思路面对上述问题，中国古代先哲们不仅提出了诸多的思想，

而且还形成了整体观这•主流思想，《周易》就是这种主流思想的重要代表。《周易》系

统地阐述了关于上述问题的基本认识和解决方案，其主要思路如下.：（1）认为自然界事物

间存在着普遍性的联系，并把自然界作为一个整体来认识。（2）认为自然界存在着普遍性

的基本规律，并称之为“道”。（3）认为，只要能认识天地之大“道”就能认识自然界的

普遍性规律。（4）根据天地之大“道”就能够解释天地之事，阐释自然界的普遍联系和整

体性。

基于这样的思想，《易》确立了观察认识自然的基本原则、方法和主要对象。其基本

原则也就是观察认识“道”的原则，即《易》所讲：《易》与天地准，观其正大、观其所恒、

观其所感、观其所聚、观其会通，故能弥纶天地之道。其观察的基本方法即《易》所言“仰

则观象于天，俯则观法于地，观鸟兽之文与地之宜，近取诸身，远取诸物，于是始作八卦。”

而其观察的主要对象则是人类生存的自然生态环境。《易》以此来认识自然、总结天道。

这也就是作《易》之道。

进而，《周易》构建了理论模型，主要内容包括：（1）整体论。提出天地人为一整体，

讲天地人包括万物的整体性，讲各层面事物的整体性。“三才”就是讲天地人的整体性。

（2）演化论。提出有天地然后有万物，有万物然后有人的自然界之演化观。认为：天地烟

缢，万物化醇；男女构精，万物化生。这主要是讲自然的演化。（3）应同论。是讲整体组

成部分之间的关系和联系的理论。（4）气论。用气以及气的运动和变化来阐释自然界存在

的形式及其运动变化的理论。（5）道通论。认为自然界存在着普适性的规律，即“道”。

即《庄子•则阳》所言“万物殊理，道不私。”根据天地之大“道”就能够解释天地万物之

事，就能够把自然界联系成一个整体。（6）符号体系。为了更好地阐述天地之道，《易》

建立了表达其理论模型的符号体系，即《易》所言的“易有太极，是生两仪，两仪生四象，

四象生八卦，八卦定吉凶。”这是对易道的概括。符号体系不仅简要形象地表达了易理，

而且也促进了易理的深入研究。另外，其符号体系也成为《易》研究对象。（7）可拓论。

有了大道，并不等于可代替“小道”，即《庄子•天下》谓“大道能包之而不能辨之。”为

了将大道用于小道，就得建立相应的方法。于是就产生了从大道拓展小道的可拓方法，产

生了传统可拓论。《易》所言“八卦而小成，引而申之，触类而长之，则天下之能事毕矣。”

即是讲这种可拓方法。

概括讲：万物因天地运动变化而产生，天地万物是一整体；做《易》是要认识和模拟

天地万物运动变化的规律，而太极-八卦理论就是《易》对天地万物运动变化规律的认识和

模拟的总结。人们生存的环境，即古人所谓的天地万物是生态系统，属于复杂系统。《易》

以生态系统为基础，从中抽象出了复杂系统的一般理论，这是《易》理的重要部分。

2.3传统复杂系统理论的基本形式根据系统的构成要素，传统复杂系统理论可分为三种基

本形式，即五行爱杂系统理论、八卦复杂系统理论与三才复杂系统理论。阴阳理论、气论、

应同论等为该三种形式所共用。由于这三种基本形式存在内在的联系，故三者又可以统一

起来，联合运用。以下简谈传统复杂系统理论的三种基本形式：（1）五行复杂系统理论。

该理论是以五行理论为核心，其与阴阳理论、气论及应同论等共同构成五行复杂系统理论。

从《尚书•洪范》论述五行起至《春秋繁露》，五行复杂系统理论逐渐形成。该理论可从纵

向演化和横向拓展两个角度展开。纵向演化，是关于五行系统演化的理论。“气-阴阳-四

忖-五行-万物”模式则是对其各层次关系的表达。《春秋繁露》讲“天地之气，合而为一，

分为阴阳，判为四时，列为五行。”《周易》讲“在天成象，在地成形，变化见矣。”古

人认为，地以五行化生万物。这些都是在讲五行的纵向演化。横向拓展是以五行为基础的

类推。如，五时、五风、五谷、五音、五脏等就是以五行为基础的类推。当然，五行理论

的纵横关系可以综合运用。（2）八卦复杂系统理论。《周易》是阐述该理论最基本、最系

统的早期论著。对八卦复杂系统理论的阐述也有纵向演化和横向拓展两个角度。《易传》

所言“《易》有太极，是生两仪，两仪生四象，四象生八卦，八卦定吉凶。”即是从纵向

演化角度来阐述其理论。“太极-两仪-四象-八卦-万物”模式即是对其各层次演化关系的

表达。横向拓展也是阐述该理论的重要形式。如八经卦的“广象”、“逸象”等就是以八

经卦为基础的横向拓展。八卦理论的纵横关系同样可以综合运用。（3）三才复杂系统理论。

三才论是《周易》中的重要理论，其模式为“天-人-地”。天地人可用经卦三爻和别卦六

爻表示，天在上，地在下，人（万物）在天地之间。M三才论既讲天人合一，又讲天人之

别。同样，三才复杂系统理论可以从纵向演化和横向拓展两个角度展开。

2.4传统复杂系统理论的应用

2.4.1应用的范围前面所言自然、生态、社会与人体，既是传统复杂系统理论产生的原型

系统，也是其应用的领域。但传统复杂系统理论的应用不仅限于此，只要以整体观来观察

认识事物、解决问题，就需要复杂系统理论。自然、生态、社会与人体系统是具有宏观性

和代表性的复杂系统，以这四个系统形成的学科包含和涉及诸多的学科与复杂系统问题，

这也需要用到传统复杂系统理论。传统复杂系统理论所具有的广泛的应用，是由